Résumé
La planaire d'eau douce, un ver plat non parasitaire, émerge comme un modèle animal prometteur pour évaluer la toxicité des substances chimiques susceptibles de se retrouver dans l'environnement aquatique. De par sa petite taille, cet invertébré permettrait un criblage in vivo à moyen et haut débit de la toxicité. Plusieurs neurotransmetteurs, identifiés chez l’homme, sont présents chez la planaire et son système nerveux central participe aux contrôles de la coordination et du comportement. Il s’agit alors d’un outil de dépistage potentiel pour prédire la toxicité de substances neurotoxiques notamment chez les mammifères. Cette thèse, avait pour objectif de mettre au point des tests in vivo de criblage fonctionnel simple et haut débit permettant de révéler rapidement l’effet de substances neurotoxiques. Nous avons montré la pertinence du comportement locomoteur comme principal indicateur neurotoxicologique à travers l’optimisation et l’automatisation des tests d’exploration et de réponse photomotrice (PMR) sur notre modèle d’étude. Ces tests ont démontré leur robustesse et leur fiabilité pour le dépistage toxicologique 1) des pesticides organophosphorés (Coumaphos et Chlorpyrifos) chez les espèces Dugesia japonica et Schmidtea mediterranea, et 2) de la nicotine et de l’imidaclopride, un néonicotinoïde sur S.mediterranea. Nous avons ensuite étudié le lien entre le comportement moteur et le niveau d'expression des gènes associés à l'axe cholinergique. Ainsi de légères variations d’expression des gènes putatifs codant pour les récepteurs nicotiniques, l’acétylcholinestérase, et la choline acetyl-transférase ont été observées lors de l’exposition des planaires à la nicotine et à l’imidaclopride. Nous avons dans un second temps exploité un indicateur postural et morphologique : les stéréotypies, et étudié leur manifestation lors de perturbations des axes neuronaux cholinergiques et dopaminergiques. Cette thèse contribue au développement de la planaire comme modèle simplifié d’études du système nerveux en (éco) toxicologie.
Mots-clés : système nerveux, planaire, comportement, locomotion, récepteurs cholinergiques, expression génique
Composition du jury
- Mme Marie-Laure BEGOUT, Ifremer, rapporteure
- Mme Carole COSSU-LEGUILLE, Université de Lorraine, rapporteure
- M. Hervé CADIOU, Université de Strasbourg, examinateur
- M. Vincent FOURCASSIE, Université de Toulouse, examinateur
- M. Abel BERNADOU, Université de Toulouse, invité
- Mme Elsa BONNAFE, directrice de thèse
- Mme Caroline VIGNET, co-directrice de thèse
Publications
Rejo, L., Malgouyres, J. M., Bonnafé, E., & Vignet, C. (2023). Optimization and calibration of behavioural tests on different species of planaria for ecotoxicological studies. Environmental toxicology and pharmacology, 101, 104189.
Mathiron, A. G. E., Rejo, L., Chapeau, F., Malgouyres, J. M., Silvestre, F., & Vignet, C. (2023). Tools for photomotor response assay standardization in ecotoxicological studies: Example of exposure to gentamicin in the freshwater planaria Schmidtea mediterranea. Environmental toxicology and pharmacology, 102, 104242.